液压传动基础知识液压系统的组成和和图形符号.pdf

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1、液压传动基础知识，液压系统的组成和和图形符号第 草：液压传动基本知无定义：液压传动是一种以液体为工作介质，以液体的压力能进行运动和动力传递的传动方式。1-1液压系统的组成和图形符号、液压传动的基本原理1 一杠杆手柄2泵 体（油腔）3排油单向阀4一吸油单向阀5一油箱6、7、9、10油管8放油阀11 一液压缸（油腔）12重物液压千斤顶的工作原理1.泵吸油过程泵吸油过程2.泵压油和重物举升过程3.重物落下过程:、液压传动系统的组成 动力部分 执 行部分 控制部分 辅助部分品I液压传动系统的组成三、液压元件的图形符号GB/T786.1 1993 液压气动图形符号液压千斤顶工作原理简化结构示意图1 一杠

2、杆2活塞3泵4 一单向阀5单向阀6一油箱7放油阀8活塞缸9一柱塞液体是液压传动的工作介质，同时它还起到润滑、冷却和防锈作用。液压系统能否可靠、有效地进行工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油液的物理性质。工液压?的物理性质1、密度是指其单位体积内所含液体的重量。p =m/v式中 p-液体的密度(k g/r r P)；m-液体的质量(k g)；V-液体的体积(m 3)。IU2.可压缩性是指液体受压力作用而发生体积减小的性质。液体可压缩性的大小可以用液体的压缩系数k来表示，即单位压力变化时引起液体体积的相对变化量。一般不考虑油的压缩性。3、液体的黏性黏性的概念液体流动时，分子之间的内聚力阻止分

3、子相对运动而产生的一种内摩擦力。这这种阻碍液体分子间相对运动的性质为液体的黏性。粘性的度量粘度粘度 是液压系统选择液压油的主要指标，粘度大概念小会直接影响系统的正常工作、效率和灵敏性。表示方法动力粘度、绝对粘运动粘度V单位速度梯度下，单位面积上一的内摩擦。直接表示粘性的大小。单位：P/S,CV.5/w2)动力粘度和其密度的比值4理论计算中常出现”二，,故采用作为一个参数。我国机械油牌号就是相应的运动粘度-数值 相对粘度 我国采用恩氏粘度厘斯液压系统中使用的矿物油对温度的变化很敏感，当温度升高时，粘度显著降低，这一特性称为液体的粘一温特性。液体的粘一温特性决定了液压油的使用场合。液体粘度随压力的

4、增大而增大，但增大的数值不大。在一般液压系统使用的压力范围内，其变化值一般忽略不计。14:、液压油的污染、控制和选用1、对液压油的要求(1)合适的粘度。即具有较好的粘一温性能。(2)具有良好的润滑性能和足够的油膜强度，使系统中的各摩擦表面获得足够的润滑而不致磨损。(3)对金属和密封件有良好的相容性。没有腐蚀性。(4)良好的化学稳定性。(5)质地纯净，杂质少。(6)凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸汽闪燃，但油本身不燃烧时的温度)和燃点高。一般液压油闪点在130150之间。对轧钢机、压铸机、挤压机、飞机等机器所用的液压油则必须突出油的耐高温、热稳定性、不腐蚀、无毒、不挥发、防火等项要求。2、液压

5、油的选J 液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起这润滑、冷却和防锈作用。液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。故此，合理的选用液压油也是很重要的。A、液压油品种的选择 根据系统的压力、温度、工作环境和特殊性能要求选择。B、液压油粘度的选择 1）液压泵的类型 2）液压系统的工作压力 3）运动速度 4）环境温度 C、了解所选液压油的性能和价格10 3、液压油的污染(1)液压油污染的原因残留物、侵入物、生成物(2)液压油污染的控制 清除污染物、防止污染物的侵入、采用过滤精度较高的过滤器、控制系统温度、定期检查和更换

6、液压油。小结:1、液压系统的组成2、液压油的物理性质3、液压油的污染、控制和选用作 业：习题册P1-P2IO 1-3液体的力学基础一、液体的静力学基础1、静压力及其性质静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力，用P表示。若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为：p=F/A液体的静压力在物理学中称为压强，在液压技术中称为压力，单位为帕。静压力具有下述两个重要特征：(1)液体静压力垂直于作用面，其方向与该面的内法线方向一致。(2)静止液体中，任何一点所受到的各方向的静压力都相等。iy2、静力学基本方程液体静力学基本方程P=P/Pgh(1)静止液体内任一点的压力由两部分组成：一部分是液面上的压力P

7、 o,另一部分是该点以上液体重力所形成的压力。(2)静止液体内的压力随液体深度呈线性规律递增。(3)同一液体中，离液面深度相等的各点压力相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。在重力场中，静止液体中的等压面是一个水平面。ZU3、压力的表示方法绝对压力：以绝对真空为基准时所表示的压力。相对压力(表压力)：以大气压为基准时所表示的压力。真空度：绝对压力比大气压力小的那部分数值(1)绝对压力=大气压力+表压力(2)表压力=绝对压力大气压力(3)真空度=大气压力-绝对压力4.静压传递原理（帕斯卡原理）静止油液压力的特性：静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等,这个压力称为静压力 油液静压力的作

8、用方向总是垂直指向承压表面 密 闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。这称为静压传递原理，即帕斯卡原理静压传递原理（帕斯卡原理）在液压传动中的应用G315AP1=P22=A4GV4 4液压系统中的压力取决于负载【例1】液压千斤顶的压油过程中，柱塞泵活塞1的面积4=1.13X1(M m 2,液压缸活塞2的面积/2=9.62X10-72,压油时，作用在活塞1上的力Q =5.78X 103N。试问柱塞泵油腔3内油液压强.为多大？液压缸能顶起多重的重物？解题过程:、流量和平均流速1.流量流量单位时间内流过管道某一截面的液体体积。V%=72.平均流速流

9、量 随=匕=4t平 均 流 速v=A一种假想的均布流速Z03.液流的连续性液流连续性原理理想液体在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等。4匕二4匕液体在无分支管路中作稳定流动时，流经管路不同截面时的平均流速与其截面面积大小成反比。V【例2】液压千斤顶压油过程中，柱塞泵活塞1的面积4=1.13X104m 2,液压缸活塞2的面积，2=9.62X104m 2,管路冲勺截面积为:乂京口拼。活塞1下压速度I，1为0.2m/s,试求活塞2的上升速度吗和管路内油液的平均流速以。解题过程ZO三、压力损失及其与流量的关系 由静压传递原理可知，密封的静止液体具有均匀传递压力的性质，即当一处受到压力作用

10、时，其各处的压力均相等 由于流动液体各质点之间以及液体与管壁之间的相互摩擦和碰撞会产生阻力，这种阻碍油液流动的阻力称为液阻 液阻增大，将引起压力损失增大，或使流量减小四、液压油的选用牌号一黏度黏度液体黏性的大小。为了减少漏损，在使用温度、压力较高或速度较低时，应采用黏度较大的油。为了减少管路内的摩擦损失，在使用温度、压力较高低或速度较高时，应采用黏度较小的油。OU 1 4-3液压动力元件液压泵液压系统的动力元件，它把电动机或其他原动机输出的机械能转换成液压能的装置。其作用是向液压系统提供压力油。一、液压泵工作原理二、液压泵的类型及图形符号三、常用液压泵四、液压泵的比较与选择工 液压泵工作原理1

11、 一偏心轮2一柱塞3一泵体4-弹簧5、6 一单向阀液压泵工作原理:、液压泵的类型及图形符号1.液压泵的类型 按结构：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵 按输油方向：单向泵、双向泵 按输出流量：定量泵、变量泵 按额定压力：低压泵、中压泵、高压泵2.液压泵的图形符号双向定量泵单向变量泵双向变量泵三、常用液压泵1.齿轮泵：外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵齿轮泵工作原理2.叶片泵：单作用式叶片泵和双作用式叶片泵叶片泵工作原理双作用式叶片泵工作原理图3.柱塞 泵：径向柱塞泵（淘汰）和轴向柱塞泵1一配流盘2 缸 体3柱 塞4斜盘4.螺 杆 泵：转子式容积泵和回转式容积泵单螺杆泵结构OO螺杆泵工作原理图四、液压泵的比

12、较与选择40类型优点缺点工作压力齿轮泵结构简单，不需要配流装置，价格低，工作可靠，维护方便易产生振动和噪声，泄漏大，容积效率低，径向液压力不平衡。流量不可调低压叶片泵输油量均匀，压力脉动小，容积效率高结构复杂，难加工，叶片易被脏物卡死中压轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，容积效率高结构复杂，价格较贵高压螺杆泵结构简单，体积小，重量轻,运转平稳，噪声小，寿命长,流量均匀，自吸能力强，容积效率高螺杆齿形复杂，不易加工，精度难以保证40MPa应用场合液压泵的选择一般负载小、功率低的机床设备齿轮泵或双作用式叶片泵精度较高的机床（如磨床）螺杆泵或双作用式叶片泵负载大、功率大的机床（如龙门刨、拉床等）柱塞泵

13、机床辅助装置（如送料、夹紧等）齿轮泵 1 4-4液压执行元件液压缸液压系统中的执行元件，将液压能转换为直线（或旋转）运动形式的机械能，输出运动速度和力，结构简单，工作可靠。工液压缸类型及图形符号八液压缸典型结构-、液压缸类型及图形符号 单作用液压缸 双作用液压缸 组合液压缸液压缸的类型及符号:、液压缸典型结构I.活塞式液压缸 双作用双活塞杆式液压缸 双作用单活塞杆式液压缸 双作用双活塞杆式液压缸1缸 体 2活 塞 3 活塞杆4 一工作台40活塞杆固定式活塞杆固定，缸筒与T.作台相连，进出油口可以做在活塞杆的两端（油液从空心的活塞杆中进出）,也可以做在缸筒的两端（需用软管连接）。动力山缸筒传出_

14、40双作用双活塞杆式液压缸的工作特点1）液压缸两腔的活塞杆直径d和活塞有效作用面积/通常相等。当左、右两腔相继进入压力油时，若流量%及压力夕相等，则 活 塞（或缸体）往返运动的速度（】，与叱）及两个方向的液压推力（尸1与尸2）相等。2）缸体固定的其工作台往复运动范围为活塞有效行程的3倍，占地面积较大，常用于小型设备；活塞杆固定的工作台往复运动的范围为活塞有效行程的2倍，占地面积较小,常用于中、大型设备。双作用单活塞杆式液压缸结构特点：活塞的一端有杆，而另一端无杆，活塞两端的有效作用面积不等。实现机床的较大负载，但慢速工作进给和空载时快速退回。z/zzb缸体固定活塞杆固定（活塞杆带动工作台移动）

15、（缸体带动工作台移动）4U双作用单活塞杆式液压缸的工作特点1）工作台往复运动速度不相等。2）活塞两方向的作用力不相等。工作台慢速运动时,活塞获得的推力大；工作台作快速运动时，活塞获得的推力小。3）可作差动连接。双作用单活塞杆式液压缸工作特点U2.其他液压缸简介 柱塞式液压缸 伸缩缸 齿条活塞缸柱 塞式液压缸V特点：1）缸体内壁与柱塞不接触，不需要精加工。因此，行程较长时，宜采用柱塞式液压缸。2）柱塞常做成空心的，可以减轻重量，防止柱塞下垂（水平放置时），降低密封装置的单面磨损。成对使用的柱塞式液压缸：得到大行程的双向运动。O 伸缩缸又称多级缸，由两级或多级活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞就是

16、后一级活塞缸的缸筒。收缩后液压缸的总长较短，结构紧凑，适用于安装空间受到限制而行程要求很长的场合。,一 齿条活塞缸由带有齿条杆的双活塞缸和齿轮齿条机构所组成，活塞的往复移动经齿轮齿条机构变成齿轮轴的往复转动。多用于自动线、组合机床等的自动转位或分度机构中。3.液压缸的密封包括固定件的静密封和运动件的动密封。常用的密封方法：间 隙密封 密封圈密封0 间隙密封依靠运动件之间很小的配合间隙来保证密封的。摩擦力小，内泄漏量大，密封性能差且加工精度要求高，只适用于低压、运动速度较快的场合。密封圈密封密封圈通常是用耐油橡胶压制而成，它通过本身的受压弹性变形来实现密封。1、乙 上 山1 刖炳盖2活塞3缸体4

17、 后端盖Q 一动密封6一静密封O 形密封圈断面呈圆形，密封性能良好，摩擦阻力较小，结构简单，制造容易，体积小，装卸方便，适用压力范围较广，因此应用普遍。既可作动密封，又可作静密封Y形密封圈断面呈Y形，结构简单，适应性广，密封效果好09V形密封圈由形状不同的支承环、密封环和压环组成，接触面积大，密封可靠，但摩擦阻力大，主要用于移动速度不高的液压缸中压环密封环支承环OU4.液压缸的缓冲目的：防止活塞在行程终了时，由于惯性力的作用与端盖发生撞击，影响设备的使用寿命。原理：当活塞将要达到行程终点，接近端盖时，增大回油阻力，以降低活塞的的运动速度，从而减小和避免对活塞的撞击。O I5.液压缸的排气液压系

18、统中的油液如果混有空气将会严重地影响工作部件的平稳性，为了便于排除积留在液压缸内的空气，油液最好从液压缸的最高点进入和排出。对运动平稳性较高的液压缸，常在两端装有排气塞。OZ 1 4-5液压控制元件控制阀为了控制与调节液流的方向、压力和流量，以满足工作机械的各种要求，就要用控制阀。控制阀又称液压阀，简称阀。一、方向控制阀二、压力控制阀三、流量控制阀OO一、方向控制阀控制油液流动方向的阀。单向阀1.单向阀作用：保证通过阀的液流只向一个方向流动而不能反方向流动。直通式尸1 尸2直角式00压力油从进油口P l流入，从出油口2 2流出。反向时，因油口小一侧的压力油将阀芯紧压在阀体上，使阀口关闭,油流不

19、能流动。P1符号 22134PiPi图形符号结构原理图1控制活塞2一 顶杆3一阀芯4阀 体5弹簧o f2.换向阀 换向阀的结构和工作原理电磁铁断电状态7电磁铁通电状态1 阀 体2一复位弹簧3阀 芯4电磁铁5一衔铁OO 换向阀的分类按阀芯在阀体的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数分，换向阀有二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等类型。不同的位数和通数，是由阀体上不同的沉割槽和阀芯上台肩组合形成的。换向阀的符号表示一个换向阀的完整符号应具有工作位置数、通口数和在各工作位置上阀口的连通关系、控制方法以及复位、定位方法等。A B三位四通电磁换向阀位：指阀与阀的切换工作位置数，用

20、方格表/J S o一位二位三位位与通:“通”指阀的通路口数，即箭头T或 封 闭 符 号 与 方 格 的 交 点 数。三位阀的中格、两位阀画有弹簧的一格为阀的常态位。常态位应绘出外部连接油口（格外短竖线）的方格。m二位二通（常开）二位四通二位五通三位四通I三位五通换向阀常用的控制方式符号机械控制式于柄式单作用电磁加尔或卸顶杆式滚轮式弹簧式铁东控制 三位换向阀的中位机能三位换向阀的阀芯在阀体中有左、中、右三个工作位置。中间位置可利用不同形状及尺寸的阀芯结构，得到多种不同的油口连接方式。三位换向阀在常态位置（中位）时各油口的连通方式称为中位机能。型号：o一/2 y zTTp P、/、B、T四个通口全

21、部封闭,液压泵不卸荷。T T八P T液压缸闭锁,型号：HAB/)J J%XP、/、B、7四个通口全部相通,浮动状态，液压泵卸荷。A B“M人P T液压缸活塞呈型号：YA B通口尸封闭，A.B、T三个通口相通，液压缸活塞呈浮动状态，液压泵不卸荷。To型号：pA BP、/、B三个通口相通，通 口 有 闭，液压泵与液压缸两腔相通，可组成差动回路。型号：MA BP T通口尸、r相通，通口/、8封闭，液压缸闭锁,液压泵卸荷。:、压力控制阀用来控制液压系统中的压力，或利用系统中的压力的变化来控制其它液压元件的动作，简称压力阀。工作原理：利用作用于阀芯上液压力与弹簧力相平衡的原理。溢流阀 减压阀 顺序阀 压

22、力继电器1.溢流阀作用：溢流和稳压作用，保持液压系统的压力恒定 限压保护作用，防止液压系统过载分类：直动式溢流阀 先导式溢流阀oZ(1)直动式溢流阀1 阀 体2 阀芯4P3弹 簧4调压螺杆OO（2）先导式溢流阀1一主阀弹簧2 一主阀芯3 阻尼孔4 先 导 阀5调压弹簧2.减压阀作用：降低系统某一支路的油液压力，使同一系统有两个或多个不同压力。减压原理：利用压力油通过缝隙（液阻）降压，使出口压力低于进口压力，并保持出口压力为一定值。缝隙愈小，压力损失愈大，减压作用就愈强。分类：直动型减压阀 先导型减压阀oO1调 压 螺 栓2一 调 压 弹 簧3阀 芯4阀体（2）先导式减压阀1一主 阀 芯2一主阀

23、阀体3一主阀弹簧4锥阀5一先导阀阀体6调压弹簧7调压螺帽。一 轴 心 孔6一阻尼孔c、d一通孔0 73.顺序阀作用：利用液压系统中的压力变化来控制油路的通断,从而实现某些液压元件按一定的顺序动作。分类：结构和 直动型顺序阀 控 制 迪 内控式工 管 先导型顺序阀 嚅妾1外控式OO(1)直动型顺序阀进油口力出油口 5泄油口 2P 1L J L L89904.压力继电器一种将液压信号转变为电信号的转换元件。当控制流体压力达到调定值时，它能自动接通或断开有关电路，使相应的电气元件（如电磁铁、中间继电器等）动作，以实现系统的预定程序及安全保护。一般压力继电器都是通过压力和位移的转换使微动开关动作，借以实现其控制功能。常用的压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式等，其中以柱塞式最为常用。液压柱塞式压力继电器一 於1 柱 基2限位挡块5微动开关3一顶杆4一调节螺杆6一调压弹簧